Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
Статьи на букву "Б"

Статьи на букву "Б"

БАРИЙ

БАРИЙ (от греч. barys - тяжёлый; лат. Barium), Ba,- хим. элемент II группы периодич. системы элементов подгруппы щёлочноземельных элементов, ат. номер 56, ат. масса 137,33. Природный Б. содержит 7 стабильных изотопов, среди к-рых преобладает 138Ba (71,66%). Электронная конфигурация внеш. оболочки 6s2. Энергии последовательных ионизации равны соответственно 5,212 и 10,004 эВ. Металлический радиус 0,221 HM, радиус иона Ba2+ 0,138 HM. Значение электроотрицательности 0,97. В свободном виде барий - серебристо-белый металл, обладающий кубич. объёмноцентрир. решёткой с параметром а=0,5019 нм, плотность 3,76 кг/дм 3, t пл=710 оC, t кип=1640 оC, теплота плавления 8,66 кДж/моль, теплота испарения 151 Дж/моль, теплоёмкость 28,76 кДж/моль, удельное электросопротивление 6*1O-5 Ом*см (при 0 оC), твёрдость по шкале Мооса 2,0. В соединениях проявляет степень окисления +2. Химически высокоактивен, реагирует с водой, выделяя водород, на воздухе покрывается плёнкой, содержащей BaO, BaO2 и Ba3N2. Сплавы Б. применяют в качестве поглотителей газов в вакуумной технике. Соединения Б. сильно поглощают рентгеновское и -излучение, что используют при создании защитных материалов в ядерном реакторостроении. Мало распространённые 130Ba (0,101%) и 132Ba (0,097%) могут использоваться как стабильные индикаторы. В качестве радиоактивных индикаторов применяются искусств. изотопы 131Ba (электронный захват, = 11,5 сут), 133Ba (электронный захват, =10,73 года), 140Ba ( -распад, =12,79 сут). С. С. Бердоносов.

БАРИОНИЙ

БАРИОНИЙ (квазиядро) - квазиядерное связанное состояние пары барион-антибарион с малым (по сравнению с массой бариона) дефектом или избытком массы. На языке кварковой модели адронов - многокварковое состояние (из кварков и антикварков). Силы притяжения, действующие между барионом и антибарионом, обеспечивающие возможность существования Б., имеют ту же природу, что и ядерные силы. Радиус Б. ~10-13 см. Б. нестабилен вследствие неизбежной аннигиляции его составляющих; время его жизни 10-23 с (что отвечает естеств. ширинам 100 МэВ). Б. должен иметь целое значение спина и нулевой барионный заряд, т. <е. обладать свойствами мезонов. Внешне Б. проявляется как тяжёлый мезонный резонанс, распадающийся на -мезоны или барион-антибарионную пару. Ожидаемая масса Б. ~2 ГэВ. В принципе Б. может состоять из бариона и антибариона с любыми внутр. квантовыми числами, напр. странностью. Экспериментально отчётливо наблюдались резонансы нуклон-антинуклон в области энергий ~2 ГэВ с характерной адронной шириной (~100 МэВ). Вопрос о существовании более узких состояний Б. окончательно не решён. Теоретически существование связанной системы нуклон-антинуклон было предсказано И. С. Шапиро с сотрудниками В 1969. М. Ю. Хлопав.

БАРИОННАЯ АСИММЕТРИЯ ВСЕЛЕННОЙ

Статья большая, находится на отдельной странице.

БАРИОННОЕ ЧИСЛО

Статья большая, находится на отдельной странице.

БАРИОНЫ

БАРИОНЫ (от греч. barys - тяжёлый) - частицы с равным единице барионным числом. Все Б. являются адронами и имеют полуцелый спин, т. е. подчиняются Ферми-Дирака статистике. К Б., в частности, относятся нуклоны (протон и нейтрон), гипероны, очарованные Б., а также барионные резонансы. Все Б., кроме самого лёгкого - протона, нестабильны и в свободном состоянии распадаются в конечном итоге на протон (относительно стабильности протона см. Барионное число). При этом барионные резонансы распадаются благодаря сильному взаимодействию за время с; Б., распадающиеся за счёт слабого взаимодействия, имеют времена жизни на много порядков больше, поэтому в классификации адронов их условно относят к "стабильным" частицам. Б. состоят из трёх кварков, определяющих их квантовые числа ( странность, очарование, красоту и др.). Предполагается также возможность существования Б. с дополнит. парой кварк-антикварк, т. е. Б., состоящих из четырёх кварков и одного антикварка. В случае таких пятикварковых состояний возможны барионные состояния с положит. странностью (напр., uudds )пли с изотопическим спином 5/2 (напр., ииииd). Имеются теоретич. и эксперим. указания на возможность существования т. н. дибарионов, представляющих собой связанное состояние из 6 кварков. Б. объединяются в изотопические мультиплеты и супермультиплеты группы SU(3). Наиб. известные из них: октет Б. со спином ) и декуплет Б. со спином С. С. Герштейн.

БАРКГАУЗЕНА ЭФФЕКТ

БАРКГАУЗЕНА ЭФФЕКТ - скачкообразное изменение намагниченности ферромагнетиков при непрерывном изменении внеш. условий, напр. магн. поля. Впервые эффект наблюдался Г. Г. Баркгаузеном (H. G. Ваrкhausen, 1919); при медленном намагничивании ферромагн. образца в измерит. катушке, надетой на образец, он обнаружил в цепи катушки импульсы тока, обусловленные скачкообразным изменением намагниченности M образца. Особенно ясно Б. э. проявляется в магнитно-мягких материалах на крутых участках кривой намагничивания и петли гистерезиса, где доменная структура изменяется в результате процессов смещения границ ферромагн. доменов. Имеющиеся в ферромагнетике разл. рода неоднородности (инородные включения, дислокации, остаточные механич. напряжения и т. д.) препятствуют перестройке доменной структуры . Когда граница домена, смещаясь при увеличении магн. поля H, встречает препятствие (напр., инородное включение), она останавливается и остаётся неподвижной при, дальнейшем увеличении поля. При нек-ром возросшем значении поля граница преодолевает препятствие и скачком перемещается дальше, до очередного препятствия, уже без увеличения поля. Из-за подобных задержек кривая намагничивания ферромагнетика имеет ступенчатый характер (рис.). Скачкообразное изменение намагниченности может быть вызвано не только полем, но др. внеш. воздействиями (напр., плавным изменением напряжений или темп-ры), при к-рых происходит изменение доменной структуры образца. Б. э. - одно из непосредств. доказательств доменной структуры ферромагнетиков, он позволяет определить объём отд. домена. Для большинства ферромагнетиков этот объём равен 10-6-10-9 см 3. Изучение Б. э. позволило лучше понять динамику доменной структуры и установить связь между числом скачков и осн. характеристиками петли гистерезиса (коэрцитивной силой и др.). По аналогии с Б. э. в ферромагнетиках скачки переполяризации в сегнетоэлектриках также наз. скачками Баркгаузена. Лит.: Возорт Р., Ферромагнетизм, пер. с англ., M., 1956, с. 420; Рудяк В. M., Эффект Баркгаузена, "УФН", 1970, т. 101, С. 429. P. З. Левитин.

БАРН

БАРН (англ. barn) (б) - внесистемная единица площади, применяемая для выражения эфф. сечения ядерных процессов. 1 б=10-28 м 2.

БАРНЕТТА ЭФФЕКТ

БАРНЕТТА ЭФФЕКТ - намагничивание ферромагнетиков при их вращении в отсутствие магн. поля; открыт С. Барнеттом (S. Barnett, 1909). Б. э. объясняется тем, что при вращении магнетика создаётся гироскопич. момент (см. Гироскоп), стремящийся повернуть спиновые или орбитальные механич. моменты атомов по направлению оси вращения магнетика. С механич. моментом атомов связан их магн. момент (см. Спин), поэтому при вращении появляется составляющая магн. момента (намагниченность) вдоль оси вращения. Б. э. позволяет определить магнитомеханическое отношение или g-фактор (g=*2 тс/е )для атомов ряда веществ. Для металлов и сплавов элементов группы железа значение g оказалось близким к 2, что характерно для спинового магн. момента электронов. Это является одним из доводов в пользу того, что ферромагнетизм элементов группы железа (Fe, Со, Ni) в осн. обусловлен спиновым магнетизмом электронов. Лит.: Вонсовский С. В., Магнетизм, M., 1971.

БАРОМЕТРИЧЕСКАЯ ФОРМУЛА

БАРОМЕТРИЧЕСКАЯ ФОРМУЛА (от греч. baros - тяжесть и metreo - измеряю) - формула, определяющая зависимость давления от высоты в поле силы тяжести. Б. ф. для атмосферы Земли следует из ур-ния гидро-статич. равновесия и состоит в том, что в изотермич. случае давление атмосферы р экспоненциально уменьшается с высотой h: где р 0 - давление у поверхности Земли, шкала высот определяется темп-рой T и средним молекулярным весом - масса атома водорода, g - ускорение силы тяжести. Б. ф. в виде (1) справедлива лишь при неизменной темп-ре и только для стабильных частиц атмосферы. Для реальных условий Б. ф. (1) требует нек-рого уточнения. 1) Поскольку T непостоянна по высоте (в тропопаузе на высоте 10-17 км и в мезопаузе на высоте 80 км находятся минимумы T, в стратопаузе на высоте 50 км - максимум, а в термосфере на высотах 80-250 км T растёт), а на больших высотах изменяется и , то величину h/H следует заменить величиной .

БЕТАТРОН

Статья большая, находится на отдельной странице.

БЕТАТРОННОЕ УСЛОВИЕ

БЕТАТРОННОЕ УСЛОВИЕ (условие Видероэ) - условие постоянства радиуса равновесной орбиты в бетатроне, заключающееся в том, что скорость изменения ср. магн. поля, пронизывающего орбиту, должна быть вдвое больше скорости изменения ведущего магн. поля на орбите (см. Бетатрон).

БЕТАТРОННЫЕ КОЛЕБАНИЯ

БЕТАТРОННЫЕ КОЛЕБАНИЯ - колебания заряж. частиц в циклических ускорителях относительно мгновенных или равновесных орбит. В ускорителе с плоской мгновенной орбитой различают аксиальные (вертикальные) Б. к., перпендикулярные плоскости орбиты, и радиальные Б. к.- в плоскости орбиты. Б. к. в отсутствие возмущающих сил, обусловленные только отклонениями нач. поперечных координат и скоростей частиц, наз. свободными, а колебания, обусловленные возмущающими силами, - вынужденными. См. Фокусировка частиц в ускорителе. Э. Л. Бурштейн.

БЕТАТРОННЫЙ РЕЖИМ УСКОРЕНИЯ

БЕТАТРОННЫЙ РЕЖИМ УСКОРЕНИЯ - режим ускорения в циклических ускорителях, при к-ром прирост энергии частиц происходит за счёт эдс индукции, создаваемой пронизывающим орбиту переменным во времени магн. потоком (см. Бетатрон).

БЕТА-ЧАСТИЦЫ

БЕТА-ЧАСТИЦЫ (b-частицы) - электроны и позитроны, испускаемые при бета-распаде ядер и свободного нейтрона. Электроны испускаются при превращении внутриядерного или свободного нейтрона п в протон р:, позитроны - при превращении внутриядерного протона в нейтрон: . Здесь - электронные антинейтрино и нейтрино. Спины электронов ориентированы преимущественно против направления вылета из ядра, спины позитронов - по направлению вылета.

БЕТА-ФУНКЦИЯ

Статья большая, находится на отдельной странице.

БЕТЕ-СОЛПИТЕРА УРАВНЕНИЕ

БЕТЕ-СОЛПИТЕРА УРАВНЕНИЕ - релятивистское соотношение для двухчастичной Грина функции. системы двух частиц (или полей): ( - начальные и конечные четырёхмерные координаты частиц). Сформулировано X. А. Бете (H. A. Bethe) и Э. Э. Солпитером (E. E. Salpeter) в 1951 для описания связанных состояний системы частиц 1 и 2, к-рым отвечают полюсы ф-ции D [в этом случае в ур-нии (*) отсутствует неоднородный член , не содержащий этих полюсов], и опирается на инвариантную теорию возмущений в форме Фейнмана диаграмм. Б.- С. у. связывает полную ф-цию Грина двух частиц D, понимаемую как сумма всех диаграмм Фейнмана (рис. 1, левая часть), с определён

БОЗЕ-ГАЗ

Статья большая, находится на отдельной странице.

БОЗЕ-ЖИДКОСТЬ

БОЗЕ-ЖИДКОСТЬ - квантовая жидкость, в к-рой элементарные возбуждения (квазичастицы )обладают нулевым или целочисл. спином; подчиняется Бозе - Эйнштейна статистике. К Б.-ж. относятся, напр., жидкий , к-рый при низкой темп-ре может перейти в состояние сверхтекучести, а также совокупность куперовских пар электронов, образование к-рых приводит к сверхпроводимости. См. Квантовая жидкость.

БОЗЕ-СТАТИСТИКА

БОЗЕ-СТАТИСТИКА - то же, что Возе - Эйнштейна статистика.

БОЗЕ-ЧАСТИЦЫ

БОЗЕ-ЧАСТИЦЫ - то же, что бозоны.

БОЗЕ-ЭЙНШТЕЙНА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ

БОЗЕ-ЭЙНШТЕЙНА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ - функция распределения по уровням энергии тождеств. частиц с нулевым или целочисл. спином при условии, что взаимодействие частиц слабое и им можно пренебречь, т. е. ф-ция распределения идеального квантового газа, подчиняющегося Бозе - Эйнштейна статистике. В случае статистич. равновесия ср. число таких частиц в состоянии с энергией ei при темп-ре T выше вырождения температуры определяется Б.-Э. р. где - набор квантовых чисел, характеризующих состояние частицы, - хим. потенциал. Б.- Э. р. соответствует максимуму статистического веса (или энтропии) с учётом неразличимости частиц, отвечающей требованиям бозе-статистики. При темп-ре ниже темп-ры вырождения бозе-газ испытывает Бозе- Эйнштейна конденсацию, при к-рой часть частиц Скапливается в состоянии с нулевым импульсом, а остальные частицы распределены согласно Б.- Э. р. с Д. H. Зубарев.

БОЗЕ-ЭЙНШТЕЙНА КОНДЕНСАЦИЯ

Статья большая, находится на отдельной странице.